第八章 反胶束萃取.ppt

②位阻效应 许多亲水性物质，如蛋白质、核酸及氨基酸等，都可以通过溶入反胶束“水池”来达到它们溶于非水溶剂中的目的。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十一页，共一百一十四页，2022年，8月28日 但是反胶束“水池”的物理性(大小、形状等)及其中水的活度是可以用W的变化来调节的，并且会影响大分子如蛋白质的增溶或排斥，达到选择性萃取的目的，这就是所谓的位阻效应。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十二页，共一百一十四页，2022年，8月28日 （2） 反胶束萃取中蛋白质的分配特性 蛋白质在两相间的分配系数 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十三页，共一百一十四页，2022年，8月28日 反胶束浓度[M]与表面活性剂浓度[Ssurf]的关系为 [M]= [Ssurf]/N (N为聚焦数) 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十四页，共一百一十四页，2022年，8月28日 3、反胶束萃取蛋白质的动力学 研究萃取和反萃取过程的动力学可为人们提供界面作用机制，从蛋白质在两相间的扩散动力学，可找到萃取过程的控制步骤，对合理设计萃取系统和装置具有理论指导意义。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十五页，共一百一十四页，2022年，8月28日 （1）传递步骤 ①萃取过程 蛋白质在互不相溶的两相间的传递可分为三步： 蛋白质从水溶液主体扩散到界面； 在界面形成包容蛋白质的反胶束； 含有蛋白质的反胶束在有机相中扩散离开界面。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十六页，共一百一十四页，2022年，8月28日 ②反萃取过程 反萃过程同样有三步： 含有蛋白质的反胶束从有机相主体扩散到界面； 包容蛋白质的反胶束在界面崩裂； 蛋白质从界面扩散到水溶液主体。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十七页，共一百一十四页，2022年，8月28日 （2）动力学方程 蛋白质进入或离开反胶束相的传递通量可用下式计算： 萃取过程 反萃取过程 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十八页，共一百一十四页，2022年，8月28日 式中Kf、Kr分别为萃取及反萃取过程的表观传质系数；Cw、C0分别为水相和有机相中蛋白质浓度；m为萃取的分配系数；m’为反萃取的分配系数；t为时间。 可以通过实验求得传质系数，从总传质系数和分传质系数的大小可以判断过程控制的类型。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第六十九页，共一百一十四页，2022年，8月28日 （3）萃取和反萃取的过程控制 三种类型： 反应(包括相内反应和界面反应)控制过程； 扩散(或传质)控制过程； 混合控制过程。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第七十页，共一百一十四页，2022年，8月28日 ①萃取过程 速率是由扩散传输机制控制的。 Dekker等在TOMAC反胶束萃取淀粉酶时，证实了萃取过程的速率决定于淀粉酶在水相边界层的扩散速度。 蛋白质的大小、所带电荷种类和电荷密度对萃取的快慢有重大影响。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第七十一页，共一百一十四页，2022年，8月28日 在TOMAC/庚烷体系中萃取和反萃取苯丙氨酸的动力学特征时，通过对传递通量方程进行非线性回归分析计算，得到前萃取过程的界面反应动力学常数8000cm4/mol.min,误差率1000%。表明界面反应速度非常快，萃取过程由扩散控制。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第七十二页，共一百一十四页，2022年，8月28日 ②反萃取过程 主要由界面反应过程控制。 增大离子强度，即增大了AOT反胶束的刚性和稳定性，使界面作用过程变慢，反萃速率降低。这说明了萃取与反萃取的控制过程是不同的。由于界面作用过程较慢，一般反萃取平衡所需时间要比萃取过程长。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第七十三页，共一百一十四页，2022年，8月28日 二、反胶团的溶解作用 由于反胶团内存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋白质等生物分子，为生物分子提供易于生存的亲水微环境。 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第七十四页，共一百一十四页，2022年，8月28日 关于反胶团溶解蛋白质的形式，有人提出了四种模型，如图所示。 (a)为水壳模型，蛋白质位于水池的中心，周围存在的水层将其与反胶团壁(表面活性剂)隔开； 第三节 生理活性物质的分离浓缩 第七十五页，共一百一十四页，2022年，8月28日 (b)蛋白质分子表面存在强烈疏水区域，